(57)【要約】【課題】本発明は、スルーホール部に磁性体層を有し、この磁性体層における渦電流を防止するチップコイルにおいて、そのＬ値を向上させることを目的とする。【解決手段】本発明は、素体６と、この素体６の略中央部に設けられたスルーホール部７と、このスルーホール部７の外周方向において素体６内に形成されたコイル８Ａと、このコイル８Ａに電気的に接続された端子８Ｂ、８Ｃと、スルーホール部７の内周面に形成された磁性体層９とを備え、この磁性体層９には、コイル８Ａの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁を設けたチップコイルとしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素体と、この素体の略中央部に設けられたスルーホール部と、このスルーホール部の外周方向において前記素体内に形成されたコイルと、このコイルに電気的に接続された端子と、前記スルーホール部の内周面に形成された磁性体層とを備え、この磁性体層には、前記コイルの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁を設けたチップコイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話の電源回路に用いられるチップコイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種のチップコイルは、図３８に示すごとく、シート状の素体１の中央にはスルーホール部２が設けられ、このスルーホール部２の外周方向にはコイル３Ａ、端子３Ｂが素体１内に形成され、スルーホール部２の内周面には磁性体層４が形成されていた。
【０００３】
そして、この磁性体層４における渦電流の発生を防止するため、この磁性体層４には酸化物などを添加する、あるいは樹脂材料に磁性粉末を混合するなどの構成とすることで、その抵抗値を上げていた。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００３−２５７７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来のチップコイルはＬ値が低いことが問題となっていた。
【０００６】
すなわち、上記従来の構成においては、磁性体層４における抵抗値を上げるため、低透磁率の酸化物を添加していたために、磁性体層４全体としての透磁率が低くなり、それが図３９に示すごとく、スルーホール部２内を磁束５が通過する間、絶えずこの磁束５に影響し続け、結果としてＬ値を低くしていた。
【０００７】
そこで本発明は、スルーホール部に磁性体層を有し、この磁性体層における渦電流を防止するチップコイルにおいて、そのＬ値を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために本発明は、素体と、この素体の略中央部に設けられたスルーホール部と、このスルーホール部の外周方向において前記素体内に形成されたコイルと、このコイルに電気的に接続された端子と、前記スルーホール部の内周面に形成された磁性体層とを備え、この磁性体層には、前記コイルの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁を設けたチップコイルとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のチップコイルは、スルーホール部の内周面に形成された磁性体層において、コイルの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁を設ける構成としたため、磁性体層自体の透磁率を下げることなく渦電流の発生を低減することができ、その結果としてＬ値を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるチップコイルについて図面を参照しながら説明する。
【００１１】
図１において、シート状の素体６の略中央にはスルーホール部７を設け、このスルーホール部７の外周方向にはコイル８Ａを、このコイル８Ａの最外周部には端子８Ｂ、８Ｃを、コイル８Ａを構成する平面コイル８ＡＡ、８ＡＢ間にはビア８Ｄを、それぞれ素体１内に形成し、スルーホール部７の内部には磁性体層９を形成して構成している。また、端子８Ｂ、８Ｃにはそれぞれ素体６の外側面に設けた外部電極８ＢＢ、８ＣＣを電気的に接続している。
【００１２】
そして、この磁性体層９内には、コイル８Ａの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁１０を複数設けている。この壁１０の配置としては、例えば図２に示すごとく、コイル８Ａの巻回平面に垂直方向から見て互いに平行になるように配置している。
【００１３】
ここでコイル８Ａは、図１に示すごとく２層の平面コイル８ＡＡ、８ＡＢにより構成している。上層の平面コイル８ＡＡは端子８Ｂからスルーホール部７へ向かう方向（内周方向）へ渦巻状に巻回し、この平面コイル８ＡＡの最内周部と下層の平面コイル８ＡＢの最内周部とをビア８Ｄにより接続し、この平面コイル８ＡＢを端子８Ｃへ向かう方向（外周方向）へ渦巻状に巻回してコイル８Ａを構成している。
【００１４】
ここで、平面コイル８ＡＡ、８ＡＢは互いに同方向に巻回することが望ましい。これは、平面コイル８ＡＡで発生した磁束と、平面コイル８ＡＢで発生した磁束とを打ち消し合わせることなく、大きなインダクタンス値を実現することができるためである。
【００１５】
このような構成により、コイル８Ａの巻回平面に略垂直（即ち、渦電流の発生平面に対しても略垂直）な絶縁性の壁１０により渦電流の発生を効率よく低減することができ、酸化物等の低透磁率な材料を添加して磁性体層９自体の透磁率を下げる必要がないため、図１に示すごとく、スルーホール部７を通過する磁束５の流通を阻害する影響が少なくなり、その結果として高いＬ値のチップコイルを実現することができる。
【００１６】
なお、絶縁層の壁１０の配置としては、図３に示すような構成、即ちスルーホール部７の内周面のみに磁性体層９を形成し、そのさらに内周方向には絶縁部１１を形成し、磁性体層９内には、コイル８Ａの巻回平面に略垂直な絶縁性の壁１０を複数設けるような構成としても、磁性体層９自体の透磁率を下げることなく渦電流の発生を低減することができる。
【００１７】
ただし、図２に示すごとく、スルーホール部７の内周面のみならず、その内周方向を充填するように磁性体層９を形成するような構成をとることにより、磁性体層９の有効断面積を増やすことができ、その結果として、飽和磁束密度を高めることができ望ましい。
【００１８】
さらに、図４に示すごとく、壁１０をコイル８Ａの巻回平面に垂直方向から見て互いに格子状になるように配置することにより、スルーホール部７内周から放射状に放出される、あるいは四方向からスルーホール部７内周へ入射してくる磁束に対して、その磁束により発生される渦電流の低減をかなえることができる。即ち、図２の構成においてある壁１０に垂直斜め方向から入射する（放出される）磁束に対しては、その磁束に垂直な平面において隣り合う壁１０と他の壁１０との距離が斜めに入射（放出）する分長くなるため、渦電流が発生しやすくなってしまうが、図４の構成においては、格子状に壁１０を設ける構成としたため、ある壁１０に対して垂直斜め方向から入射する（放出される）磁束に対しても、その壁１０に対して垂直な２つの壁１０が磁束の両脇に平行して存在することにより、その磁束に垂直な平面において隣り合う壁１０と他の壁１０との距離はどの角度から入射しても一定となり、渦電流の発生する確率を低減することができる。その結果として、より一層の渦電流発生の低減をかなえることができる。
【００１９】
また、図５に示すような構成、即ち、略十字形状の磁性体層９Ａに、複数の略くの字形状の壁１０を並走させ、この複数の略くの字形状の壁１０間に略くの字形状の磁性体層９Ｂを設けたような構成にすることにより、図２の構成に比べてインダクタンス値を高めることができる。即ち、図２の様な構成であれば、スルーホール部７から素体６上面（下面）方向へ放出される（入射する）磁束のうち、壁１０に平行な方向の磁束に関しては、壁１０の存在によりその流れを阻害されないものの、それ以外の方向の磁束に関しては、壁１０によりその流れを阻害されてしまう。これに対して、図５に示すような構成にすることにより、四方に放出される（入射する）磁束に対して、壁１０がその流れを阻害することがなく、インダクタンス値を向上させることができる。
【００２０】
さらに、図６に示すような構成、即ち、略十字形状の壁１０Ａに、複数の略くの字形状の壁１０Ｂを並走させ、この複数の略くの字形状の壁１０Ｂ間、及び複数の略くの字形状の壁１０Ｂと略十字形状の壁１０Ａとの間に、略くの字形状の磁性体層９を設けたような構成にすることにより、図５に示す略十字形状の磁性体層９Ａにおける中央部分の渦電流を低減することができる。
【００２１】
さらに、図７に示すような構成、即ち、略十字形状の壁１０Ａに、複数の略くの字形状の壁１０Ｂを並走させ、この複数の略くの字形状の壁１０Ｂ間、及び複数の略くの字形状の壁１０Ｂと略十字形状の壁１０Ａとの間に、略くの字形状の磁性体層９を設けるとともに、複数の略くの字形状の壁１０Ｂの中心部を横断する壁１０Ｃを設けた構成とすることにより、図６に示す略くの字形状の磁性体層９における中央部分の渦電流を低減することができる。
【００２２】
その他、図８、図９に示すような構成、即ち、スルーホール部７の内周面のみならず、その内周方向を充填するように磁性体層９を形成するような構成であれば、図２、図４に示すような構成と同様に、磁性体層９自体の透磁率を下げることなく、より一層の渦電流発生の低減をかなえることができるとともに、磁性体層９の有効断面積を増やすことができ、飽和磁束密度を高めることができる。
【００２３】
ただし、図９に示すように壁１０をコイル８Ａの巻回平面に垂直方向から見て、中央から発散させるような配置にすると、外周方向において壁１０とその他の壁１０との間隔が広がってしまうため、その部分において渦電流が発生しやすくなってしまう。従って、図２、図４〜図８に示すように、壁１０とその他の壁１０との間隔が略一定である構成にすることが、より効率よく渦電流発生を低減することができ望ましい。例えば、１〜１０ＭＨｚの周波数領域では、その間隔を２０μｍ以下にするとその効果が大きくなる。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、図１に示すごとく、スルーホール部７が素体６に内在されており、このスルーホール部７に磁性体層９が充填されるような構成としたが、スルーホール部７を貫通孔とし、素体６の上面、下面から連続して磁性体層９を形成する構成とすると、漏洩磁束を低減することができる。
【００２５】
なお、コイル８Ａは単層でも構わないが、本実施の形態の図１に示すごとく平面コイル８ＡＡ、８ＡＢを２層以上積層させた構造とすることにより、より大きなインダクタンス値を実現することができ望ましい。
【００２６】
なお、コイル８Ａの断面は方形ではなく円形でもかまわないが、方形の方がコイル断面積を大きくとることができ、その結果として銅損を低減することができるため望ましい。
【００２７】
なお、平面コイル８ＡＡ、８ＡＢの厚みを１０μｍ以上とすることにより大電流に対応することができ望ましい。
【００２８】
次に、このチップコイルの製造方法について説明する。
【００２９】
まず、図１０に示すごとく、シリコン等の基板１２を用意する。
【００３０】
次に、図１１に示すごとく、この基板１２上に、フォトレジストにより絶縁層１３を形成する。
【００３１】
その後、図１２に示すごとく、絶縁層１３上面全体を露光する。
【００３２】
次に、図１３に示すごとく、絶縁層１３の上に絶縁層１４を形成する。
【００３３】
その後、図１４に示すごとく、絶縁層１３における略中央に設けた複数の磁性体層形成部１４Ａ、及びその外周方向に設けたコイル形成部１４Ｂを除いた、素体形成部１４Ｃの上面を露光する。ここで、複数の磁性体層形成部１４Ａ間には、積層方向に略平行（図１に示す、コイル８Ａの巻回平面に略垂直）な磁性体層非形成部１４Ｄを複数設けており、この磁性体層非形成部１４Ｄの上面を素体形成部１４Ｃと同様に露光する。
【００３４】
次に、図１５に示すごとく、図１４に示した磁性体層形成部１４Ａ、コイル形成部１４Ｂを現像により除去する。
【００３５】
その後、図１６に示すごとく、素体形成部１４Ｃ、磁性体層非形成部１４Ｄの露出する表面に無電解めっき等により下地層（図示せず）を形成した後、電気めっきにより導体１５を形成する。
【００３６】
次に、図１７に示すごとく、図１６に示した導体１５を上方から研磨し、素体形成部１４Ｃ、磁性体層非形成部１４Ｄを上面に露出させる。このとき、図１４に示した磁性体層形成部１４Ａ、コイル形成部１４Ｂに該当する部分には導体１５が入り込んでおり、コイル形成部１４Ｂに該当する部分に入り込んだ導体１５が平面コイル８ＡＢ、端子８Ｃとなる。この研磨方法としては、切削やＣＭＰ法を用いることにより、平坦な素体形成部１４Ｃ、磁性体層非形成部１４Ｄを形成することができる。
【００３７】
その後、図１８に示すごとく、平面コイル８ＡＢ、端子８Ｃ、磁性体層形成部１４Ａに入り込んだ導体１５、素体形成部１４Ｃ、磁性体層非形成部１４Ｄの上面全体に、フォトレジストにより絶縁層１６を形成する。フォトレジストを用いることにより、平面均一性に優れ、且つ１０μｍ〜２０μｍ程度の薄い絶縁層１６を形成することができる。
【００３８】
次に、図１９に示すごとく、絶縁層１６において、磁性体層形成部１６Ａ、ビア形成部１６Ｂを除いた素体形成部１６Ｃの上面を露光する。ここで、複数の磁性体層形成部１６Ａ間には、積層方向に略平行（図１に示す、コイル８Ａの巻回平面に略垂直）な磁性体層非形成部１６Ｄを複数設けており、この磁性体層非形成部１６Ｄの上面を素体形成部１６Ｃと同様に露光する。
【００３９】
その後、図２０に示すごとく、図１９に示した磁性体層形成部１６Ａ、ビア形成部１６Ｂを現像により除去する。
【００４０】
次に、図２１に示すごとく、図２０に示した素体形成部１６Ｃ、磁性体層非形成部１６Ｄの露出する表面に無電解めっき等により下地層（図示せず）を形成した後、電気めっきにより導体１７を形成する。
【００４１】
その後、図２２に示すごとく、図２１に示した導体１７を上方から研磨し、素体形成部１６Ｃ、磁性体層非形成部１６Ｄを上面に露出させる。このとき、図１９に示したビア形成部１６Ｂに該当する部分に入り込んだ導体１７が、図１に示すビア８Ｄとなる。
【００４２】
次に、図２３に示すごとく、ビア８Ｄ、磁性体層形成部１６Ａに入り込んだ導体１７、素体形成部１６Ｃ、磁性体層非形成部１６Ｄの上面全体に、フォトレジストにより絶縁層１８を形成する。フォトレジストを用いることにより、平面均一性に優れ、且つ１０μｍ〜２０μｍ程度の薄い絶縁層１８を形成することができる。
【００４３】
その後、図２４に示すごとく、絶縁層１８における略中央に設けた複数の磁性体層形成部１８Ａ、及びその外周方向に設けたコイル形成部１８Ｂを除いた、素体形成部１８Ｃの上面を露光する。ここで、複数の磁性体層形成部１８Ａ間には、積層方向に略平行（図１に示す、コイル８Ａの巻回平面に略垂直）な磁性体層非形成部１８Ｄを複数設けており、この磁性体層非形成部１８Ｄの上面を素体形成部１８Ｃと同様に露光する。
【００４４】
次に、図２５に示すごとく、図２４に示した磁性体層形成部１８Ａ、コイル形成部１８Ｂを現像により除去する。
【００４５】
次に、図２６に示すごとく、図２５に示した素体形成部１８Ｃ、磁性体層非形成部１８Ｄの露出する表面に無電解めっき等により下地層（図示せず）を形成した後、電気めっきにより導体１９を形成する。
【００４６】
その後、図２７に示すごとく、図２６に示した導体１９を上方から研磨し、素体形成部１８Ｃ、磁性体層非形成部１８Ｄを上面に露出させる。このとき、図２４に示したコイル形成部１８Ｂに該当する部分に入り込んだ導体１９が、図１に示す平面コイル８ＡＡ、端子８Ｂとなる。
【００４７】
次に、図２８に示すごとく、平面コイル８ＡＡ、端子８Ｂ、磁性体層形成部１８Ａに入り込んだ導体１９、素体形成部１８Ｃ、磁性体層非形成部１８Ｄの上面全体に、フォトレジストにより絶縁層２０を形成する。フォトレジストを用いることにより、平面均一性に優れ、且つ１０μｍ〜２０μｍ程度の薄い絶縁層２０を形成することができる。
【００４８】
その後、図２９に示すごとく、絶縁層２０における略中央に設けた複数の磁性体層形成部２０Ａを除いた、素体形成部２０Ｃの上面を露光する。ここで、複数の磁性体層形成部２０Ａ間には、積層方向に略平行（図１に示す、コイル８Ａの巻回平面に略垂直）な磁性体層非形成部２０Ｄを複数設けており、この磁性体層非形成部２０Ｄの上面を素体形成部２０Ｃと同様に露光する。
【００４９】
次に、図３０に示すごとく、図２９に示した磁性体層形成部２０Ａを現像により除去する。
【００５０】
その後、図３１に示すごとく、図２９に示した磁性体層形成部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａに入り込んだ導体１５、１７、１９をエッチングにより除去する。
【００５１】
次に、図３２に示すごとく、図３１に示した磁性体層非形成部１４Ｄ、１６Ｄ、１８Ｄ、２０Ｄ、及び素体形成部１４Ｃ、１６Ｃ、１８Ｃ、２０Ｃ、絶縁層１３の露出する表面に無電解めっき等により下地層（図示せず）を形成した後、磁性めっきにより磁性体２１を形成する。
【００５２】
その後、図３３に示すごとく、図３２に示した磁性体２１を上方から研磨し、素体形成部２０Ｃ、磁性体層非形成部２０Ｄを上面に露出させる。このとき、図２９に示した磁性体層形成部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａに入り込んだ磁性体２１が、図１に示す磁性体層９となる。そして、図３１に示した磁性体層非形成部１４Ｄ、１６Ｄ、１８Ｄ、２０Ｄが、図１に示す壁１０となる。
【００５３】
次に、図３４に示すごとく、磁性体層９、壁１０、素体形成部２０Ｃの上面全体に、フォトレジストにより絶縁層２２を形成する。フォトレジストを用いることにより、平面均一性に優れ、且つ１０μｍ〜２０μｍ程度の薄い絶縁層２２を形成することができる。
【００５４】
その後、図３５に示すごとく、絶縁層２２表面全体を露光する。
【００５５】
次に、図３６に示すごとく、フッ酸処理等により図３５に示した基板１２を除去する。その後、図３７に示すごとく、樹脂と金属の混合物からなるペーストを外部電極８ＣＣ、８ＢＢとし、端子８Ｃ、８Ｂにそれぞれ電気的に接続する。
【００５６】
このようにして、渦電流発生を低減し、且つＬ値を向上させたチップコイルを形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のチップコイルは、Ｌ値が高いという特徴を有し、携帯電話等の各種電気機器において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図３】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図４】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図５】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図６】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図７】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図８】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図９】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの上面図
【図１０】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１１】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１２】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１３】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１４】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１５】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１６】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１７】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１８】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図１９】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２０】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２１】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２２】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２３】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２４】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２５】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２６】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２７】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２８】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図２９】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３０】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３１】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３２】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３３】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３４】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３５】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３６】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３７】本発明の実施の形態１におけるチップコイルの製造工程を示す断面図
【図３８】従来のチップコイルの上面図
【図３９】従来のチップコイルの断面図
【符号の説明】
【００５９】
６  素体
７  スルーホール部
８Ａ  コイル
８Ｂ、８Ｃ  端子
９  磁性体層
１０  壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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